甜菊糖生产加工专利申请现状分析

韩科厅　胡可

本文针对甜菊糖生产加工环节的专利申请现状进行系统检索和梳理，对生产加工过程的整体专利申请概况、主要申请人及其技术活动、各个技术现状等进行系统分析，形成概括性认识，为甜菊糖生产加工技术的改进提供了思路和參考。

一、甜菊糖生产加工技术领域专利申请概况

使用incoPat专利数据库，采集公开日早于2023年12月31日的数据，经过人工标引及去噪后，共获得与甜菊糖生产加工相关的国内外专利申请1419项。依照各国专利法的规定，专利申请文献的公开存在时滞，因而检索得到的2022-2023年专利申请量少于实际申请量。

1.国内外专利技术申请趋势分析。甜菊糖苷最早于1931年由两位法国化学家分离得到，1955年糖苷配基（甙元）的准确结构对外公布。1971年，日本的Morita Kagaku Kogyo有限公司开始生产商用甜叶菊甜味剂。20世纪80年代中叶，甜叶菊在美国天然食品和健康食品行业开始受欢迎，同一时期，我国开始以“溶剂萃取”和“树脂吸附”两种技术来研究甜菊糖提取工艺。

从全球专利申请趋势可以看出（图1），全球甜菊糖生产加工的专利申请开始于20世纪70年代，并大致经历了平稳发展期（1971-2000年）、技术探索期（2001-2013年）和急速增长期（2014年至今）三个阶段。在技术探索期，甜菊糖生产加工各项技术均得到了飞速发展。2014年以后，甜菊糖生产加工相关专利申请量开始呈现井喷式增长，中国在这一阶段的专利申请趋势与全球专利申请趋势相似，说明中国是引领该阶段专利技术发展的主要国家。在这一阶段，得益于生物技术的快速发展，甜菊糖苷的制备也由传统的物理、化学制备向更高效、更经济的生物技术制备转变，逐渐发展成为传统技术与新兴技术相结合的综合技术。同时，创新主体的关注点已经由如何从甜叶菊中提取出甜菊糖苷，以及如何提高甜菊糖苷纯度方面，转向如何更高效、更低成本地改善甜菊糖苷的风味、口感。此时，生物技术的应用显得尤为重要，大量的专利申请涉及利用UDP-葡萄糖苷转移酶、蔗糖合成酶等，使口感欠佳的甜菊苷、RA、RB等转化为口感更像蔗糖的RD、RM。

我国于1990年才出现甜菊糖生产加工的专利申请，经过15年的前期探索，我国在甜叶菊品种培育、甜菊糖单组分的分离技术、结晶技术、提取技术、膜过滤技术等方面取得了突飞猛进的发展。自2006年起，我国的专利申请量开始呈现逐年上升的态势。2008-2010年正逢甜菊糖市场爆发期，市场快速膨胀，产品供不应求，这一时期的专利申请量也出现了明显增长。随后出现的产能过剩导致国内甜菊糖的销售受损，生产、销售大幅下降，2013年以后专利申请量逐步下降，甜菊糖产业进入到技术发展平缓期。2014年，甜菊糖产业开始进行结构战略性调整，研发人员开始尝试技术创新，改进工艺水平，因此，2015年的专利申请量再次得到提升，且这种增长一直持续到2018年。2018年以后，甜菊糖苷的制备工艺再次进入到技术更新换代期，且中国对专利申请质量提出了更高的要求，这一时期的专利申请量逐年下降。

2.全球甜菊糖生产加工专利申请的地域分布。我国于20世纪80年代加工生产甜菊糖，是目前甜菊糖的重要生产国和出口国，生产的甜菊糖有80%以上出口国外；美国早在1995年即允许甜菊糖作为“膳食补充剂”使用；日本是最早开始种植甜叶菊且生产食用甜菊糖的国家。由此可见，中、美、日三国具有甜菊糖生产及加工的传统优势。从图2可以看出，中国、日本和美国既是主要的研发国，也是主要的市场国，其中，中国是世界上最大的市场国和研发国，公开的专利申请数量略高于研发数量，且公开量和研发数量均远高于第二名美国。相反，美国和日本的优势主要体现在研发上，市场布局（即申请公开国为美国或日本）的数量少于研发数量（即优先权国家为美国或日本）。

3.甜菊糖生产加工技术专利申请的主要技术构成。甜菊糖生产加工技术领域的全球专利申请中，所涉及的技术领域主要包括甜菊糖苷化合物及其制备工艺（C07H、C12P、B01D、C08B等），食品（A23L）、生物工程方法及其中所涉及的酶、微生物等（C12N、C12R）、医药配制品及药物制剂（A61K等）、化妆品（A61K等）和甜叶菊品种培育（A01H）等（图3）。在食品领域的专利申请中，调味料（A23L27）的申请量最大，占比11%，非酒精饮料（A23L2）、食品及其制备方法（A23L1），以及食品营养制品（A23L33）的申请量分别占比6%、4%和3%，由此可以看出，甜菊糖苷在食品中除了用于调味外，还用于改善食品的营养性质。生物工程方法及其中所涉及的酶、微生物等相关申请是利用生物工程技术，如酶法、发酵法、外源基因转化微生物等来制备甜菊糖苷，该技术也是目前的研究热点和难点。

4.中国公开专利申请的法律状态及专利寿命。专利申请的数量虽然能够反映出技术活跃度，但并不能够确切地反映出专利申请质量，而专利申请的法律状态则能够体现出专利申请的质量高低。从图4可以看出，甜菊糖生产加工相关专利申请的授权率较高，达到52%，且有41%的专利至今维持有效。驳回及撤回的专利申请共计仅占25%，有21%的专利申请已进入实质审查阶段。从专利有效性上看，有效的专利数量略高于失效的专利申请数量，虽然这与该领域的专利申请时间相对较新有关，但也能在一定程度上反映出该领域的专利申请质量较高。这主要是由于该领域多涉及化学制备、生物领域（新菌株、酶的研究等）的技术，属于前沿性学科，所以授权率和专利有效率均较高。

二、甜菊糖生产加工技术领域

主要申请人及其技术活动分析

1.全球主要申请人。甜菊糖生产加工技术领域中，全球申请量排名前三的申请人分别是：谱赛科、CONAGEN（科纳根）和可口可乐公司，嘉吉公司（美国）、埃沃尔瓦公司（EVOLVA，瑞士）、三得利株式会社（SUNTORY，日本）、东台市浩瑞生物科技有限公司（中国）、帝斯曼知识产权资产管理有限公司（荷兰）、百事可乐公司（PEPSICO，美国）和江南大学（中国）的申请量也较大。可以看出，甜菊糖生产加工技术领域的主要申请人是企业，排名前10的申请人中仅江南大学一所高等院校。

2.中国公开专利申请的主要申请人及技术活动。中国公开的申请量排名前10的申请人中，国外企业占据了4席，分别是帝斯曼知识产权资产管理有限公司（荷兰）、可口可乐公司（美国）、谱赛科（美国）和三得利株式会社（日本），如图6所示，其中，帝斯曼的在华申请量高于其它三家国外企业。帝斯曼通过可持续发酵技术将甜菊苷或RA转化为RD或RM，由此生产出了非人工、零卡路里的甜菊甜味剂，并推出了甜味剂品牌EverSweet?。

排名第一的东台市浩瑞生物科技有限公司的专利技术涉及甜菊糖苷制备过程中的提取、纯化、精制三方面内容，该公司针对甜菊糖苷制备过程中的相关设备也进行了实用新型专利保护。在全部39项专利申请中，有2项申请是由东台市浩瑞生物科技有限公司与江南大学共同提出的。由此可见，该公司拥有很强的专利保护意识，且注重与高等院校的合作研发。

排名第二的江南大学从2007年到2023年共申请了36项与甜菊糖生产加工相关的专利，其中以夏咏梅（14项）、方云（11项）、华霄（7项）、万会达（5项）、饶义剑（5项）为主要发明人。江南大学的专利技术活动以生物合成及转化为主，也涉及单纯的结晶、树脂纯化、结晶+膜纯化、复配、微波+酶改性等技術，在改良方面以改良甜菊糖的溶解性为主，包括微乳剂和包埋技术等。江南大学的专利申请中，有6项是与其它企业共同申请的。

排名第三的蚌埠市华东生物科技有限公司是一家集育苗、种植、研发、生产和销售于一体的专业甜菊糖企业，其申请的34项与甜菊糖生产加工相关的专利中，有14项涉及甜菊糖制备装置，有2项涉及甜菊糖制备过程中的絮凝剂，另外18项涉及甜菊糖的提取以及物理纯化和精制法。

综上，甜菊糖苷作为一种低热量、高甜度、安全性高的天然甜味剂，已经广泛用于食品、饮料、医药、化工等行业。如今，中国已经成为引领甜菊糖生产加工技术发展的主要国家，且中国公开的专利申请质量相对较高，授权专利的维持度较好。近几年来，生物合成及转化法制备甜菊糖苷是研发的热点和难点，由于该方法更高效、产量更高，有研发实力和经济实力的企业逐渐将其作为研发重点。尽管谱赛科仍然是全球最大的高纯度甜菊糖的生产商及供应商，且其全球申请量排名第一，但中国的东台市浩瑞生物科技有限公司、蚌埠市华东生物科技有限公司等也是具有竞争实力的甜菊糖苷生产企业，同时，中国的江南大学对生物法制备甜菊糖苷的研究比较深入，与企业的合作也较为广泛，这种“产学研”合作模式可成功实现专利成果的有效转化，最大化发挥出专利的价值。